|
ГОСТ Р 51820-2001 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
СИГНАЛОВ Типы, технические характеристики и ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва Предисловие 1 РАЗРАБОТАН Самарским
отраслевым научно-исследовательским институтом радио (СОНИИР) ВНЕСЕН Министерством Российской Федерации по
связи и информатизации 2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
Постановлением Госстандарта России от 30 октября 2001 г. № 443-ст 3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ СОДЕРЖАНИЕ ГОСТ Р 51820-2001 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Дата введения 2002-07-01 1 Область примененияНастоящий стандарт распространяется
на синхронные устройства преобразования сигналов (УПС) с фазовой модуляцией,
предназначенные для передачи информации в цифровой форме со скоростями до 9600
бит/с по стандартным коротковолновым радиоканалам тональной частоты (ТЧР) с
полосой частот от 0,3 до 3,4 кГц (далее - УПС ТЧР). Стандарт устанавливает типы,
технические характеристики и основные параметры сопряжения УПС ТЧР,
обеспечивающие двустороннюю передачу информации, выполненных в виде
конструктивно законченных автономных изделий и сопрягающихся с оконечным или
промежуточным оборудованием по цепям стыка С2 по ГОСТ 18145 и ГОСТ 23675 или по
цепям стыка С1-физическая линия (ФЛ) по ГОСТ 27232 при работе по ФЛ. Стандарт устанавливает
параметры сопряжения УПС ТЧР с приемной и передающей частями ТЧР канала при
следующих режимах работы: - передача и прием сигналов
по одиночному ТЧР каналу; - одновременная передача
сигналов по двум ТЧР каналам, образованным двумя каналами двух
радиопередатчиков либо двумя боковыми полосами одного радиопередатчика; - одновременный прием
сигналов с пространственным, частотным или поляризационным разносом. Стандарт не устанавливает
номенклатуру и основные параметры сопряжения в поочередном двустороннем режиме
обмена информацией. 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте
использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ
12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия
электротехнические. Общие требования безопасности ГОСТ 18145-81 Цепи на стыке
С2 аппаратуры передачи данных с оконечным оборудованием при последовательном
вводе - выводе данных. Номенклатура и технические требования ГОСТ 23675-79 Цепи стыка
С2-ИС системы передачи данных. Электрические параметры ГОСТ 24375-80 Радиосвязь.
Термины и определения ГОСТ 25007-81 Стык
аппаратуры передачи данных с каналами связи систем передачи с частотным
разделением каналов. Основные параметры сопряжения ГОСТ 27232-87 Стык
аппаратуры передачи данных с физическими линиями. Основные параметры ГОСТ 29037-91 Совместимость
технических средств электромагнитная. Сертификационные испытания. Общие
положения ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р
50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и
определения ГОСТ Р 50829-95 Безопасность
радиостанций, радиоэлектронной аппаратуры с использованием приемопередающей
аппаратуры и их составных частей. Общие требования и методы испытаний ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК
63000-4-3-95) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость
к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний ГОСТ Р 51317.4.11-99 (МЭК
61000-4-11-94) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость
к динамическим изменениям напряжения электропитания. Технические требования и
методы испытаний. 3 Определения и сокращения3.1 ОпределенияВ настоящем стандарте
применяют следующие термины с соответствующими определениями. 3.1.1 ТЧР канал:
Канал, образованный совокупностью радиопередатчика, KB канала (наземного или ионосферного)
и радиоприемника. 3.1.2 дискретный канал:
Канал, образованный совокупностью УПС ТЧР (на передающей стороне), ТЧР каналом,
УПС ТЧР (на приемной стороне). 3.1.3 коэффициент ошибок:
Отношение числа принятых бит с ошибками к числу переданных бит информации. 3.1.4 время синхронизации
устройства АПЧ: Время, за которое устройство АПЧ восстанавливает спектр
входного сигнала при расстройке ± 50 Гц до значения ±0,5 Гц. 3.1.5 время вхождения
устройства тактовой синхронизации: Время, за которое тактовый импульс из
зоны максимальной расстройки (± 50 % интервала между тактовыми импульсами)
смещается в зону, равную ± 10 % оптимального положения. 3.1.6 режим работы «на
себя»: Режим работы УПС ТЧР, при котором выход модулятора соединен с входом
демодулятора. 3.1.7 сигнальный
процессор: Специализированный микропроцессор, предназначенный для обработки
сигналов, представленных в цифровой форме. Остальные термины - по ГОСТ
24375 и ГОСТ 30372. 3.2 СокращенияВ настоящем стандарте
использованы следующие сокращения: АЧХ - амплитудно-частотная
характеристика; АПД - аппаратура передачи
данных; АПЧ - автоматическая
подстройка частоты; ГВЗ - групповое время
запаздывания; KB канал
- коротковолновый канал; УПС - устройство
преобразования сигналов; ООД - оконечное оборудование
данных; ТУ - технические условия; ТЧ канал - канал тональной
частоты; ТЧР канал - радиоканал
тональной частоты; ФЛ - физическая линия. 4 Типы УПС ТЧР4.1 УПС ТЧР подразделяют на
следующие типы в зависимости от максимальной скорости передачи информации: УПС-1,2 ТЧР - для скорости
до 1,2 кбит/с; УПС-2,4 ТЧР » » 2,4
кбит/с; УПС-3,6 ТЧР » » 3,6
кбит/с; УПС-4,8 ТЧР » » 4,8
кбит/с; УПС-7,2 ТЧР » » 7,2
кбит/с; УПС-9,6 ТЧР » » 9,6
кбит/с. Примечание - В технически обоснованных случаях допускается разработка и применение УПС ТЧР с большими значениями максимальной скорости передачи информации. 4.2 УПС ТЧР одного и того же
типа могут быть как многоканальные (многочастотные), так и одноканальные
(одночастотные). 4.3 В УПС ТЧР
многоканального типа рекомендуется использовать ортогональные канальные
сигналы. 4.4 В УПС ТЧР всех типов
допускается возможность передачи данных со скоростями 50, 75, 100, 150, 200,
300, 600 бит/с с использованием образующейся избыточности для повышения
достоверности или осуществления асинхронного ввода. 5 Технические характеристики5.1 Общие технические характеристики5.1.1 УПС ТЧР могут быть
реализованы в аппаратном, программном или программно-аппаратном варианте с
использованием сигнальных процессоров или других специализированных
микропроцессоров. 5.1.2 В состав УПС ТЧР
должны входить следующие устройства или программно реализованы их функции: - модулятор; - демодулятор; - устройство тактовой
синхронизации; - устройство автоматической подстройки
частоты; - устройство сопряжения с
ООД и ФЛ; - устройство сопряжения с
ТЧР каналом. Помимо перечисленных
устройств, в состав УПС ТЧР могут входить дополнительные устройства или
программно реализованы их функции: - кодер; - декодер; - корректор амплитудно-частотных
и фазочастотных характеристик; - компенсатор затухания
пассивных соединительных линий между УПС ТЧР и приемопередающим
радиооборудованием; - устройство асинхронного
ввода; - устройство обмена
служебными сигналами; - устройство контроля качества
канала; - другие устройства. Наличие дополнительных
устройств указывают в технических условиях (ТУ) на УПС ТЧР конкретного типа. 5.1.3 В УПС ТЧР
рекомендуется предусматривать режим сдвоенного приема сигналов с
пространственным, частотным или поляризационным разносом. С этой целью
необходимо предусмотреть наличие в УПС ТЧР двух входов от радиоприемников и
двух выходов к радиопередатчикам, обеспечивающих указанный режим. 5.1.4 В УПС ТЧР
рекомендуется использовать помехоустойчивое кодирование и другие методы
повышения помехоустойчивости. Вид кода, его параметры, протоколы передачи
должны быть приведены в ТУ на УПС ТЧР конкретного типа. 5.1.5 Входные и выходные
линейные цепи УПС ТЧР должны быть симметричными и гальванически развязанными. 5.1.6 В УПС ТЧР
рекомендуется предусмотреть индикаторы состояния синхронизма устройств АПЧ и
тактовой синхронизации. 5.1.7 УПС ТЧР должны быть
рассчитаны на электропитание от однофазной сети переменного тока напряжением
220 В (плюс 10 %, минус 15 %) и частотой (50 ± 2) Гц или от источника
постоянного тока, требования к которому устанавливают в ТУ на УПС ТЧР
конкретного типа. 5.2 Основные параметры5.2.1 Основные параметры УПС
ТЧР должны соответствовать значениям, указанным в таблице 1. 5.2.2 Время задержки
сигналов при работе УПС ТЧР «на себя» определяют в ТУ на УПС ТЧР конкретного
типа. 5.2.3 Основные параметры ТЧР
каналов приведены в приложении А. Таблица 1 - Значения основных параметров УПС ТЧР
5.3 Характеристики надежности5.3.1 Наработка на отказ УПС
ТЧР - не менее 10000 ч. 5.3.2 Среднее время
восстановления УПС ТЧР - не более 30 мин. 5.4 Характеристики помехозащищенности5.4.1 Значения коэффициента
ошибок (Кош), измеренные в режиме работы УПС ТЧР «на себя», при
воздействии помехи типа «белый шум» на вход демодулятора в полосе частот
0,3-3,4 кГц должны соответствовать приведенным в таблице 2. Таблица 2 - Коэффициент ошибок УПС ТЧР
5.5 Требования стойкости к климатическим и механическим воздействиям5.5.1 Требования стойкости к
климатическим воздействиям должны быть заданы в ТУ на УПС ТЧР конкретного типа
в зависимости от условий его применения. 5.5.2 Характеристики
стойкости к механическим воздействиям должны быть заданы в ТУ на УПС ТЧР
конкретного типа в зависимости от условий его применения. 5.6 Характеристики электромагнитной совместимости5.6.1 УПС ТЧР должны
соответствовать требованиям ГОСТ Р 51317.4.3 на устойчивость к воздействию
внешних электромагнитных полей, степень жесткости испытаний 2. 5.6.2 УПС ТЧР должны соответствовать
требованиям ГОСТ Р 51317.4.11 на устойчивость к воздействию динамических
изменений напряжения электропитания, степень жесткости испытаний 2 (при питании
от сети переменного тока напряжением 220 В). 5.6.3 УПС ТЧР должны
соответствовать требованиям ГОСТ 29037 при проведении сертификационных
испытаний. 5.7 Требования безопасности5.7.1 Требования
безопасности относятся к УПС ТЧР, электропитание которых осуществляется от сети
переменного тока напряжением 220 В. 5.7.2 УПС ТЧР по требованиям
безопасности должны соответствовать ГОСТ
12.2.007.0, ГОСТ Р 50829 и правил [1]. 5.7.3 Конструкция УПС
ТЧР должна предусматривать наличие клеммы или специального заземляющего
контакта в сетевом кабельном соединителе (штепсельной вилки), обеспечивающих
возможность заземления корпуса изделия. 5.7.4 Конструкция, материалы
и комплектующие, из которых изготовлены УПС ТЧР, должны исключать возможность
их воспламенения и разрушения при случайном замыкании в цепях электропитания. 5.7.5 УПС ТЧР должны
удовлетворять следующим требованиям по электробезопасности: - электрическое
сопротивление между клеммой защитного заземления и каждой доступной
прикосновению металлической нетоковедущей частью оборудования, которая может
оказаться под напряжением, должно быть не более 0,1 Ом; - электрическое
сопротивление изоляции проводников электропитания между собой и относительно
клеммы защитного заземления должно быть не менее 20 МОм в нормальных
климатических условиях; - электрическая изоляция
цепей сетевого электропитания (параллельное соединение выводов) относительно
клеммы защитного заземления должна выдерживать в течение 1 мин в нормальных
условиях действие испытательного напряжения 1500 В частотой 50 Гц. 6 Параметры сопряжения6.1 Сопряжение УПС ТЧР с
каналом ТЧР может быть осуществлено по цепям стыков С1-ТЧР и С1-ТЧ по ГОСТ
25007 или по физическим линиям с затуханием на частоте 1,8 кГц не более 17 дБ и
неравномерностью АЧХ в полосе частот 03-3,4 кГц не более 13 дБ. 6.2 Основные параметры цепей
стыка С1-ТЧР 6.2.1 Номинальное значение
входного и выходного сопротивления (модуля полного сопротивления) линейных
цепей УПС ТЧР в рабочем диапазоне частот должно быть 600 Ом. 6.2.2 Коэффициент отражения
(по отношению к номинальному значению входного и выходного сопротивлений) в
рабочем диапазоне частот сигнала УПС ТЧР должен быть не более 15 %. 6.2.3 Затухание асимметрии
входных и выходных линейных цепей УПС ТЧР в рабочем диапазоне частот должно
быть не более минус 43 дБ. 6.3 Уровни передаваемого
сигнала УПС ТЧР в точках сопряжения с каналом ТЧ (соединительной линией) должны
соответствовать значениям, приведенным в таблице 3. Таблица 3 - Уровни передаваемого сигнала УПС ТЧР
6.4 Оптимальная загрузка радиопередатчика сигналом УПС ТЧР должна осуществляться
по контрольному гармоническому сигналу. Уровень и частоту контрольного
гармонического сигнала устанавливают в ТУ на УПС ТЧР конкретного типа. 6.5 Уровни принимаемого
сигнала УПС ТЧР в точках сопряжения с каналом ТЧ (соединительной линией) должны
соответствовать значениям, приведенным в таблице 4. Таблица 4 - Уровни принимаемого сигнала УПС ТЧР
6.6 Уровень выходного сигнала УПС ТЧР при сопряжении с входом
радиопередатчика в зависимости от типа УПС ТЧР должен выбираться из ряда:
+10,0; +4,0; 0; минус 3,5; минус 13,0 дБ. 6.7 Уровень входного сигнала
при сопряжении УПС ТЧР с выходом радиоприемника в зависимости от типа УПС ТЧР
должен выбираться из ряда: +10,0; +4,0; 0; минус 3,5; минус 8,7 дБ. 6.8 В составных каналах,
образованных радиоканалами и проводными каналами, взаимодействие УПС ТЧР с УПС
для проводных каналов (УПС ТЧ) должно осуществляться по стыку С2 в соответствии
с ГОСТ 18145, ГОСТ 23675 по схеме, приведенной в приложении В. 6.9 Должны обеспечиваться
два варианта стыка УПС ТЧР с ООД: а) по цепям стыка С2 при
работе УПС ТЧР и ООД на расстояниях, установленных ГОСТ 23675; б) по цепям стыка УПС ТЧР с
ФЛ при работе по физической линии. Примечание - Допускается использовать стык RS-232C для сопряжения с IBM-совместимыми персональными компьютерами при передаче (приеме) файлов в асинхронном режиме работы УПС ТЧР. 6.10 Номенклатура цепей
стыка УПС ТЧР с ООД в соответствии с ГОСТ 18145 приведена в приложении Г. 6.11 Электрические параметры
цепей стыка УПС ТЧР с ООД должны соответствовать требованиям ГОСТ 23675. 6.12 В номенклатуру цепей
стыка УПС ТЧР с ФЛ (С1-ФЛ) в соответствии с ГОСТ 27232 должны входить цепи
«Передаваемые данные» и «Принимаемые данные». 6.13 Основные значения параметров
цепей стыка УПС ТЧР с ФЛ (С1-ФЛ) должны соответствовать приведенным в таблице 5. Таблица 5 - Основные параметры цепей стыка С1-ФЛ
6.14 Обмен сигналами должен производиться двухполярными посылками с преобразованием
в биимпульсный относительный сигнал первого порядка. Временная диаграмма
преобразования исходной информационной последовательности в биимпульсный
относительный сигнал первого порядка приведена в приложении Д. 6.15 Короткое замыкание
между проводниками в цепях стыка, в том числе замыкание на сигнальное
заземление, а также обрыв проводников не должны вызывать повреждений в
сопрягаемых устройствах. 6.16 Для обеспечения контроля
при передаче и приеме данных между УПС ТЧР и ООД рекомендуется использовать
служебные сигналы, приведенные в приложении Е. ПРИЛОЖЕНИЕ А
|
Допустимая неравномерность ГВЗ, мс |
|
0,3 |
От 1,80 до 2,90 включ. |
0,4 |
» 1,35 » 2,40 » |
0,5 |
» 1,05 » 1,75 » |
0,6 |
» 0,75 » 1,30 » |
0,8 |
» 0,40 » 0,70 » |
1,0 |
» 0,15 » 0,40 » |
1,4 |
» 0,02 » 0,15 » |
1,6 |
» 0,00 » 0,13 » |
2,0 |
» 0,00 » 0,13 » |
2,4 |
» 0,03 » 0,19 » |
2,8 |
» 0,20 » 0,50 » |
3,0 |
» 0,42 » 0,79 » |
3,2 |
» 0,75 » 1,40 » |
3,3 |
» 1,00 » 1,80 » |
3,4 |
» 1,25 » 2,60 » |
Таблица А.2 - Допустимая неравномерность АЧХ канала ТЧР
Допустимая неравномерность АЧХ, дБ |
|
От 0,3 до 0,4 включ. |
От +5,0 до минус 1,0 |
Св. 0,4 » 0,5 » |
» +4,0 » » 1,0 |
» 0,5 » 0,6 » |
» +3,0 » » 1,0 |
» 0,6 » 0,8 » |
» +2,0 » » 1,0 |
» 0,8 » 2,4 » |
» +1,5 » » 1,5 |
» 2,4 » 2,7 » |
» +1,5 » » 1,5 |
» 2,7 » 2,9 » |
» +2,0 » » 1,0 |
» 2,9 » 3,0 » |
» +3,0 » » 1,0 |
» 3,0 » 3,1 » |
» +3,0 » » 1,0 |
» 3,1 » 3,3 » |
» +4,0 » » 1,0 |
» 3,3 » 3,4 » |
» +5,0 » » 1,0 |
Коэффициент ошибок (Кош)
УПС ТЧР в режиме работы «на себя» при воздействии помехи типа «белый шум»
зависит от отношения энергии полезного сигнала к спектральной плотности помехи
(h2о),
основания манипуляционного кода (m) и параметра (a),
учитывающего влияние аппаратных погрешностей и погрешностей реализации
алгоритма УПС ТЧР.
Ниже приведены выражения,
взятые из [2], с помощью которых
рассчитывают Кош для параметра a, который может находиться в
пределах 0,75 £ a
£ 1,0 и создавать
дополнительные ошибки в работе решающей схемы УПС ТЧР.
При основании кода m = 2
получим выражение
Кош
= 0,5 exp(-ah2о), (Б.1)
а при основании кода m = 4 получим неравенство
. (Б.2)
В таблице 2 приведены результаты
расчета Кош при a = 0,75, которые носят рекомендательный характер. Эти
результаты получены с помощью выражений для случая реализации одночастотного
модема с оптимальным некогерентным приемом, с относительной фазовой модуляцией
и основаниями манипуляционных кодов m = 2 и m = 4.
В.1 При организации связи с
помощью составных каналов (коротковолновых ТЧР и проводных) следует, кроме
стыка С1-ТЧР, использовать следующие стыки:
С1-ТЧ по ГОСТ 25007;
С2 по ГОСТ 18145;
С2 по ГОСТ 23675;
С1-ФЛ-БИ по ГОСТ 27232.
В.2 Схема взаимодействия
стыков изображена на рисунке B.1
Рисунок В.1
В.3 Структура дискретного и
ТЧР каналов приведена на рисунке В.2
Рисунок В.2
Номенклатура и номера цепей стыка
С2 в соответствии с ГОСТ 18145, по которым УПС ТЧР должно сопрягаться с
промежуточным или оконечным оборудованием, приведены в таблице Г.1
Таблица Г.1 - Номенклатура цепей стыка С2
Наименование цепи стыка |
Примечание |
|
102 |
Сигнальное заземление или общий обратный провод |
Внутри УПС ТЧР цепь должна заканчиваться в одной точке. Должна быть обеспечена возможность соединения с защитным заземлением перемычкой |
102а |
Общий обратный провод ООД |
Цепь подключают к общей точке схемы ООД |
102б |
Общий обратный провод УПС ТЧР |
Цепь подключают к общей точке схемы УПС ТЧР |
103 |
Передаваемые данные |
Направление от ООД к УПС ТЧР |
104 |
Принимаемые данные |
Направление от УПС ТЧР к ООД |
105 |
Запрос передачи |
Направление от ООД к УПС ТЧР |
106 |
Готов к передаче |
Направление от УПС ТЧР к ООД |
107 |
УПС ТЧР готов |
Направление от УПС ТЧР к ООД |
108.1 |
Подсоединить УПС ТЧР к линии |
Направление от ООД к УПС ТЧР |
109 |
Детектор принимаемого линейного сигнала канала данных |
Направление от УПС ТЧР к ООД |
111 |
Переключатель скорости передачи данных (источник - ООД) |
Не допускается использовать одновременно с цепью 112 |
112 |
Переключатель скорости передачи данных (источник - УПС ТЧР) |
Не допускается использовать одновременно с цепью 111 |
113 |
Синхронизация элементов передаваемого сигнала (источник - ООД) |
Использование необязательно. Не допускается использовать одновременно с цепью 114 |
114 |
Синхронизация элементов передаваемого сигнала (источник - УПС ТЧР) |
Использование необязательно. Не допускается использовать одновременно с цепью 113 |
115 |
Синхронизация элементов принимаемого сигнала (источник - УПС ТЧР) |
- |
140 |
Эксплуатационная проверка |
Направление от ООД. Контроль дискретного канала связи с удаленным ООД |
141 |
Местный шлейф |
Направление от ООД. Шлейф на стыке С1-ТЧР |
142 |
Индикатор проверки |
Направление от УПС ТЧР. Указание, что УПС ТЧР в режиме проверки. Использование необязательно |
Примечание - Допускается коммутацию цепей 104, 109, 115 на цепи 103, 105, 113 проводить на уровне логических элементов УПС ТЧР. |
где То - длительность импульсов
информационной последовательности;
t+ = t- =
То/2 - длительность положительных и отрицательных элементов
биимпульсного сигнала;
+V, -V -
амплитуда положительных и отрицательных элементов биимпульсного сигнала.
Символ «1» информационной
последовательности соответствует биимпульсному сигналу 10 или 01, совпадающему
с предыдущим, а символ «0» - биимпульсному сигналу 10 или 01, инверсному по
отношению к предыдущему биимпульсному сигналу.
Для обмена служебными сигналами,
обеспечивающими контроль при передаче и приеме данных, рекомендуются следующие
основные виды служебных сигналов:
- «Канал не годен» - передают
от ООД к УПС ТЧР пакетом единиц («1») в количестве не менее 1000 единичных
элементов, а принимают подряд не менее 254 единичных элементов;
- «Отсутствие канала»
(обнаруживаемое в УПС ТЧР) - передают от УПС ТЧР к ООД пакетом нулей («0») в
количестве не менее 1000 единичных элементов, а принимают подряд не менее 254
единичных элементов;
- «Авария ООД» - передают к
УПС ТЧР в течение времени аварии периодической импульсной последовательностью
вида «110».
1
ПОТРО-45-002-94 Правила по охране труда на радиопредприятиях. Минсвязи России,
1995 г.
2 Финк Л.М. Теория передачи дискретных
сообщений. М., «Сов. радио», 1970 г.
Ключевые слова: устройства преобразования сигналов,
типы, технические характеристики, параметры сопряжения, канал передачи данных,
коэффициент ошибок, тактовая синхронизация.
|
|